ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
97
Согласно рассмотренным кривым, коэффициент поглощения
ФПК изменяется в зависимости от дозы поглощенного излучения
(
рис. 2,
б
).
Это связано с химическими процессами, протекающими в
ФПК под воздействием лазерного излучения. Наибольшее влияние на
коэффициент поглощения оказывает изменение концентрации сенси-
билизатора, поглощающего световую энергию.
Картина изменения поглощательной способности ФПК весьма
сложна. В начальный момент излучения (
t
→ 0) гомогенной компози-
ции процесс поглощения будет соответствовать закону Бугера — Лам-
берта — Бера. Вследствие уменьшения интенсивности излучения по
мере прохождения через слои ФПК доза поглощенного излучения
также будет уменьшаться. Это приведет к разной скорости протекания
химических процессов в верхних и нижних слоях композиции и нару-
шению ее гомогенности по глубине слоя в области облучения. Дина-
мика изменения коэффициента поглощения будет определяться скоро-
стью химических процессов, которая в верхних слоях будет больше,
чем в нижних слоях. Свое влияние будут привносить процессы диф-
фузии компонентов композиции из смежных (не облученных обла-
стей). С учетом неоднородного (гауссоподобного) распределения
плотности мощности по сечению лазерного луча нарушение гомоген-
ности композиции будет наблюдаться не только по глубине, но и по
ширине области облучения. В радиальном направлении от центра ла-
зерного луча доза поглощенной энергии, а следовательно и скорость
химически процессов, будут уменьшаться, и коэффициент поглощения
на периферии зоны воздействия будет меняться медленнее, чем в ее
центре. Таким образом, в осевой плоскости лазерного луча изолинии
распределения (дозы облучения, скоростей химических реакций, кон-
центрации некоторых компонентов композиции, коэффициента по-
глощения) будут иметь вогнутую (от верхней плоскости зоны облуче-
ния) форму.
Наряду с рассмотренными процессами, определяющими измене-
ние поглощательной способности ФПК, дополнительное влияние мо-
гут оказывать нелинейные процессы двухфотонного поглощения ин-
тенсивного лазерного излучения молекулами сенсибилизатора.
В научной литературе имеются сведения об исследованиях
процессов поглощения лазерного излучения с длиной волны более
500
нм ФПК, содержащими инициаторы с максимумом поглощения в
области значительно меньших длин волн [11, 12]. В частности, приво-
дятся сведения о возможности полимеризации таких композиций длин-
новолновым излучением благодаря наличию эффекта дфухфотонного
поглощения. Это может резко повысить эффективность инициирова-
ния — лимитирующей стадии для низкоэнергетических фотопроцессов.
Анализ экспериментальных данных выявил следующие законо-
мерности:
—
коэффициент поглощения ФПК динамически изменяется во
времени, причем можно выделить две временные зоны на экспери-
ментальной кривой;